English
Język Polski
Badania modelowe i ocena ilościowa redukcji osiadań konsolidacyjnych gytii przez różne typy fundamentów palowych
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2025.154134Abstrakt
Fundamenty płytowo palowe (FPP) są powszechnie stosowane w celu redukcji przemieszczeń pionowych, przy posadowieniu budynków, jak również konstrukcji inżynierskich (obiektów mostowych), w sytuacji kiedy warunek stanu granicznego nośności jest spełniony, ale możliwe jest przekroczenie dopuszczalnych osiadań. Przy posadowieniu obiektów na gruntach spoistych i organicznych ważnym aspektem staje się czas, po jakim następuje pełna stabilizacja osiadań. Należy pamiętać, że osiadania całkowite podłoża gruntowego są wynikiem sumy osiadania natychmiastowego (związanego z odkształceniami sprężystymi gruntu), osiadania konsolidacyjnego (powstałego z wyciskania wody z przestrzeni porowej) oraz osiadania wtórnego (rezultat zmian strukturalnych szkieletu gruntowego, nazywanego konsolidacją wtórną lub pełzaniem gruntu). Szybka urbanizacja dużych miast, w tym Warszawy, zmusza inwestorów do budowania na obszarach do tej pory nie branych pod uwagę, do których można zaliczyć tereny paleodoliny rynnowej przecinającej południkowo Warszawę, od Żoliborza do Okęcia, wypełnionych organicznymi osadami węglanowymi, w tym gytią i kredą. Osiadania obiektów budowlanych posadowionych na tego typu gruntach organicznych wynikają przede wszystkim z osiadania gytii, w tym jej osiadania konsolidacyjnego, przypadającego na fazę ich realizacji i eksploatacji. Stąd za bardzo istotną należy uznać analizę długoterminowego osiadania fundamentów, w tym fundamentów płytowo-palowych posadowionych na prekonsolidowanych gruntach organicznych. Jednym z możliwych narzędzi umożliwiających taką analizę i wskazanie ilościowego wpływu pali na redukcję osiadania fundamentów płytowo-palowych są badania modelowe wykonane w skali laboratoryjnej. Stanowią one logiczną alternatywę dla badań wielkoskalowych charakteryzujących się dużymi kosztami oraz trudnościami technicznymi związanymi z zadawaniem dużych obciążeń. Zaproponowany artykuł przedstawia wyniki przeprowadzonych badań modelowych rzeczywistych gruntów organicznych, dzięki którym możliwa jest prognoza osiadań fundamentu płytowo palowego, bazując tylko na parametrach geotechnicznych gytii. Wykonane badania modelowe zakładają usytuowanie FPP – również jego podstawy – w gruntach organicznych, tym samym zarówno płyta jak i pale pracują w ośrodku gruntowym o dużej odkształcalności. Przeprowadzone badania umożliwiły przeprowadzenie analizy parametrów istotnych z punktu widzenia procesu osiadań konsolidacyjnych i wskazanie wytycznych do optymalnego projektowania posadowień przedsięwzięć inwestycyjnych.Bibliografia
[1] J. Hooper, “Observations on the behavior of a piled-raft foundation on London Clay”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, vol. 55, no. 4, pp. 855-877, 1973, doi: 10.1680/iicep.1973.4144.
[2] R. Katzenbach, U. Arslan, and C. Moorman, “Piled raft foundation projects in Germany”, in Design Applications of Raft Foundations, J.A. Hemsley, Ed. London: Thomas Telford, 2000, doi: 10.1680/daorf.27657.0013.
[3] J. Hooper, Review of Behaviour of Pile Raft Foundations. Construction Industry Research and Information Association, Construction Industry Research and Information Association, Report 83. London, 1979.
[4] H. Poulos, “Piled rafts in swelling or consolidating soils”, Journal of Geotechnical Engineering, vol. 119, no. 2, pp. 374-380, 1993, doi: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1993)119:2(374).
[5] J. Hooper and L. Wood, “Comparative behavior of raft and piled foundations”, in 9th International Conference Soil Mechanic and Foundation Engineering. Tokyo: ISSMGE, 1977, pp. 545-550.
[6] K. Morton, “Settlement observations on eight structures in London”, in Settlement Structure. Cambridge, pp. 183-203, 1974.
[7] H. Cambefort, “La force portante des groupes de pieux”, in 3eme Congres International de Mecanique des Sols et Travaux de Foundations. Switzerland: ISSMGE, 1963, vol. 2, pp. 22-28.
[8] A. Tejchman, “Model investigation of pile group in sand”, Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division ASCE, vol. 99, no. 2, pp. 199-217, 1973, doi: 10.1061/JSFEAQ.0001852.
[9] A. Słabek, „Interaction of the foundation slab on piles with the subsoil” (Współdziałanie płyty fundamentowej na palach z podłożem gruntowym), PhD thesis, Gdansk University of Technology, 2003 (in Polish).
[10] P. Sudhir, P. Bajad, and B.S. Ramendu, “Time dependent Settlement of piled raft foundation”, in 18th Darmstadt Geotechnics, International Conference on Deep Foundations – CPRF and Energy Piles. Institute and Laboratory of Geotechnics, 2009, pp. 187-199.
[11] I. Kisiel and B. Lysik, Zarys reologii gruntów, Działanie obciążenia statycznego na grunt. Warszawa: Wydawnictwo Arkady, 1966.
[12] T. Godlewski and M. Wszędyrówny-Nast, „Wybór metody posadowienia na przykładzie dużego budynku na słabym podłożu”, in X Konferencja Naukowo Techniczna Problemy Rzeczoznawstwa Budowlanego. Warszawa-Miedzeszyn: Instytut Techniki Budowlanej, 2008, pp. 241-262.
[13] E.W. Brand, C. Muktabhant, and A. Taechathummarak, “Load tests on small foundations in soft clay”, in ASCE Conference on Performance of earth and earth supported structures, Indiana: Purdue University, 1972, vol. 1 part 2, pp. 903-928.
[14] J. Liu, Q. Huang, H. Li, X. Li, and W.L. Hu, “Experimental research on bearing behaviour of pile groups in soft soil”, in 13th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. New Delhi: ISSMGE, 1994, vol. 2, pp. 535-538.
[15] R.S. Senna, J.C.A. Cintra, and M.E.B. Rezende, “Load distribution in bored pile groups”, in Conference on Deep Foundations on Bored and Auger Piles. Ghent: BAP II, 1993, pp. 151-154.
[16] Z. Wiłun, Zarys geotechniki. Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 1987.
[17] W. Wolski, „Construction of embankments on organic soil” (Budowa nasypów na gruntach organicznych), presented at Scientific and Technical Symposium – Nasypy na gruntach organicznych. Poznań – Leszno, 24-25.10.1977.
[18] D.L. Phung, „Footings with settlement-reducing piles in non-cohesive soil”, PhD thesis, Chalmers University, Goeteborg, Sweden, 1993.
[19] J. Liu and Z. Yuan, „Comportement et problemes de calcul des groupes de pieux dans le limon”, Bulletin de Liaison des Laboratoires de Ponts et Chaussees, no. 160, pp. 21-35, 1989.
[20] G. Kacprzak, K. Goławska, and P. Pietrzykowski, “Load-settlement relationships for displacement columns performed in gyttja of Warsaw glacial tunnel valley”, presented at 16th ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development, Edinburgh: British Geotechnical Association, 2015.
[21] P. Pietrzykowski, „Geological and engineering characteristics of Eemian gyttjas and lake chalk from the area of Warsaw” (Charakterystyka geologiczno-inżynierska eemskich gytii i kredy jeziornej z terenu Warszawy). PhD thesis, Wydział Geologii Uniwersytetu Warszawskiego, Poland, 2014.
[22] M. Szpikowski, Badanie i ustalenie zależności korelacyjnych dla oceny stanu zagęszczenia i nośności gruntów niespoistych płytą dynamiczną, Etap pierwszy. Warszawa: Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Laboratorium Geotechniki, 2005. [Online]. Available: [Accessed: 20 March 2024].
[23] B. Sivaram and P. Swamee, “A Computational Method for Consolidation Coefficient”, Soils and Foundation, vol. 17, no. 2, pp. 48-52, 1977, doi: 10.3208/sandf1972.17.2_48.
[24] E. Skarżyńska, „Wpływ ścieżek obciążeń na parametry ściśliwości w badaniach edometrycznych, ze szczególnym uwzględnieniem parametrów pełzania gruntów wymagających wzmocnienia”, M.A. thesis, University of Warsaw, Faculty of Geology, Poland, 2016.
[25] T.W. Lambe and R.V. Whitman, Mechanika gruntów, Tom I i II. Warsaw: Arkady, 1976-1977.
[26] L.G. Bromwell and W.T. Lambe, “A comparison of laboratory and feld values of CV for Boston Blue Clay”, Soils Publication 205, Cambridge: Massachusetts Institute of Technology, 1968.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
